原来三维地质模型还可以这么建!

2019-11-27

本视频讲解了建立和应用三维地质模型的新思路,其中涉及的部分关键技术我们在之前的视频中讲解过,可以查看以往发的视频。关于其他关键技术的讲解,我们也会陆续发布,请关注我们。



以下为视频的文字稿:

长久以来,我们已经积累了很多地质资料,现在多以二维图件、表格、文字的形式存在,只有专业人员才能理解,有的甚至只存在于地质专家的脑海中,难以延续。

因此,很多单位开始建立三维地质模型,将这些地质资料三维可视化。但是,所建模型不能无简化的表达所有地质数据和认识,难以与其他地质模型进行整合,难以局部更新,难以共享,从而造成大量的重复性工作。

比如,同一单位的不同子公司或部门对于同一地区都建立了模型。有的建了工程地质三维模型,有的建了水文地质三维模型,有的建了区域地质三维模型,而这些模型都存储在各自公司或部门的数据库中,难以整合,局部更新或是共享。不仅导致大量的重复性工作,而且这些地质要素都是相互影响的,应该综合考虑。

因此,建立一个可以满足各个领域需求的基础三维地质模型是十分必要的。

若想满足各个领域的需求,基础三维地质模型需要具备两个特性,完备性和整体性。完备性,也就是该模型可以表达用户需要的所有信息,如不同精度,工程地质需要很精细的模型,而区域地质的研究使用比较粗的地质模型即可。不同属性,不同部门对于属性的研究也是不一样的。不同网格,不同领域的数值模拟软件采用的网格也不一样。

整体性,该模型是一个内部没有缝隙、边缘可无限延展的完整模型。满足对于不同尺度的需求,研究工程地质时,主要研究施工地点和其周边,研究整个城市的地下水流动时,就需要整个城市的模型。此外,具备整体性后,还可以支持局部更新。

具备这两个特性后,就可以解决三维地质模型简化地质资料、不同地质模型难以整合、难以局部更新的问题。若想解决共享的问题,可以把建好的基础三维地质模型上传到数据库,通过局域网或是公共网络进行使用。

比如一些基本信息的在线查看,通过这些在线查看功能,查看地质体的几何结构和地质属性。

也可以将模型下载到本机后,各个单位、部门可以结合自身的需求和自己的数据进行统计分析和数值模拟,如地面沉降模拟与分析、环境适宜性评价、地质灾害模拟与分析、污染物扩散模拟与分析。

以上应用,片尾有案例。

这样可以形成一个以基础三维地质模型为核心,共享共建、基于浏览器应用、动态更新、支持任意局部使用、支持统计分析与数值模拟的应用体系。

我们以城市地质为例,说明了基础三维地质模型可以解决的问题,以及这一应用体系的优势。这一解决方案同样适用于油气的勘探与生产,矿产的管理与开发等。

要实现这一体系,主要涉及以下关键技术:

(1)多源数据融合建模:可融合各种数据建立模型,如二维图件、钻孔、重磁电震。

(2)可建立任意复杂地质模型:如复杂断层、地层尖灭、溶洞、嵌入体。

(3)网格剖分与分析计算:可无简化的剖分成三维地质网格模型,支持各种统计分析和数值模拟

(4)局部更新与无缝拼接:可以对任意局部进行使用与更新,并可将更新后的模型无缝拼接到原有的整体模型。

(5)LOD多分辨率显示:可以从粗到精显示不同尺度、不同分辨率的模型。

(6)网络共享:可以通过局域网或公共网络进行共享。

关于这些关键技术,网格剖分与分析计算、局部更新与无缝拼接以及网络共享我们在之前都做过详细的讲解,了解详情,可查看公众号上以前发的视频。其他关键技术的讲解,我们也会陆续的在公众号上进行发布。请大家关注我们的公众号。

这些关键技术网格天地都已经实现,可以通过以下产品搭建整个体系。用深探地学建模软件进行并行建模,用大工区整体建模平台进行局部模型的无缝拼接,然后用透明地球系统进行在线可视化。

下面我们看一个应用案例

基于该模型的基础地质模型,我们进行了地应力的模拟计算,然后将计算结果又上传到了网络端,透明地球系统。该模型为地表受到建筑物的压力后,地质体的力学分析结果,属性值为0显示为绿色,正值显示为红色,负值显示为从蓝色到紫色。通过力学有限元分析方法,可计算地层的变形,具体表示为每个地层在X,Y,Z方向上的位移,还可以计算最大主应力值、最大主应变值、最大切应力值、最大切应力值等等。这些数据揭示了对应方案下地层的位移、应力、塌陷等状态,预测断裂区域与形态,可作为工程设计与灾害防治的依据。按照不同工程方案进行多次模拟,便可以选取合理的工程方案,从而降低地质灾害风险与危害。

目前透明地球系统的基础应用功能是免费对外使用的,大家可以登录该系统进行体验。在功能上,大家有什么建议或需求可以在这这个视频下留言,我们会在开发中考虑进去。


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